电动垂直起降(eVTOL)汽车——飞行汽车和移动设备,曾经是科幻小说的领域——可能在不久的将来成为现实,这要归功于电池设计方面的最新突破。欧洲杯线上买球研究人员正在探索电池为电子飞行器提供动力的潜力,他们相信未来的技术现在是可行的。
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飞行汽车:交通运输的未来
北京理工大学的科学家背后研究发表在焦耳,定义了使飞行汽车工作所需电池的最低技术要求。该论文还包括一份关于电池原型的报告,研究人员认为,该电池适用于当前技术生产的eVTOL汽车。
近年来,航空航天材料欧洲杯足球竞彩和工程技术有了显著的进步。在这个领域,坚固、轻量化的材料和优化的工欧洲杯足球竞彩程已经足以让飞行汽车成为现实。
电动飞行汽车可能会彻底改变个人交通,减少污染,并通过缓解人口稠密地区的拥堵而节省时间。开放实用的个人交通将为社会和经济带来前所未有的机遇。
飞行汽车需要下一代电池
然而,eVTOL汽车对电池提出了独特而艰巨的挑战。它们需要非常高的能量密度,才能使飞行器在空中停留足够长的时间,使其发挥作用。
它们还需要在起飞和降落期间有非常高的功率输出——克服重力的拉力仍然是最难解决的工程挑战之一。
除了需要高能量密度和大功率输出能力外,eVTOL汽车的电池还必须能够快速充电。这类汽车可能会在大城市等大容量市场使用,在那里,它们需要频繁起飞、降落,并为下一次旅行充电。
大多数电池设计都会在这三种属性之间进行某种程度的权衡,因为它们都是相互矛盾的。高能量密度会降低充电速度,而快速充电通常会导致更少的可能的充电周期。
除了克服这些重大的挑战,飞行器的电池还必须以最小的重量来设计。eVTOL汽车将不得不尽可能地减轻重量,以最大限度地利用电池的能源供应。
飞行汽车的新电池
北京的研究人员能够完成一项重大的壮举,即生产出一种符合他们对eVTOL汽车电池的高标准的电池。他们的高能量锂离子电池可以驱动50英里的eVTOL行程,在10分钟内充电,并在恶化之前维持2000多次快速充电。
这款新电池是用北京团队已经在研究的尖端电动汽车(EV)电池开发的。然而,通过加热电池,他们使其能够快速充电,而不会形成锂峰。这些尖刺会损坏电池,使其变得危险。
加热也有助于保持电池充电时间尽可能低。通常情况下,电池充电速度会随着电量的增加而变慢,能量被压缩的“空间”也会减少。然而,当电池受热时,这种影响是最小的,充电可以保持在10分钟以内。
加热电池还能使其快速放电,为起飞和降落程序提供必要的高输出。使用镍箔加热,将温度迅速提高到60℃。
我们什么时候能看到会飞的汽车?
该研究的作者相信,有了他们的原型电池,eVTOL汽车——飞行汽车——可能已经可行了。然而,扩大技术规模,并将其与材料和工程结合起来,以可承受的价格,仍然是一个挑战。欧洲杯足球竞彩除了技术挑战外,还需要开发全新的监管框架和基础设施。
虽然在未来几年内,飞行汽车还不会在我们的头顶上出现,但让它们发挥作用的技术可能已经出现了。
参考资料及进一步阅读
宾夕法尼亚州立大学(2021)创新电池让飞行汽车成为可能。欧洲杯线上买球《科学日报》。(在线)www.欧洲杯线上买球sciencedaily.com/releases/2021/06/210607161204.htm
杨晓光,刘腾,葛山海,Eric Rountree和王朝阳(2021)电动垂直起降飞机电池的挑战和关键要求。焦耳.http://doi.org/10.1016/j.joule.2021.05.001
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